植酸酶在家禽飼料中的應用

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在自然狀態(tài)下，植酸與不同的陽離子或蛋白質結合在一起，限制了日糧中蛋白質和礦物質的消化吸收，日糧中高水平的植酸含量成了限制家禽生產(chǎn)性能的重要因素。悉尼大學的試驗證明：植酸可降低家禽的生產(chǎn)性能，通過在日糧中添加酶他富植酸酶可得到有效改善。其它大量的試驗也驗證了酶他富不僅可促進植酸磷的消化吸收，還可促進其它營養(yǎng)物質的利用。

  植酸是一種高分子化合物，大量存在于植物籽實中。在亞洲國家由于飼料大量使用籽實加工副產(chǎn)品，致使家禽日糧中植酸磷很高，如家禽日糧中10%的米糠可使日糧中植酸磷含量增至0.35%～0.4%，最近的研究表明米糠中的磷家禽完全不能吸收。本文主要綜述：1)植酸磷的水解和酶他富對植酸磷以及其它礦物元素如Ca、Zn和蛋白質、氨基酸的影響。2)酶他富對肉用仔雞生產(chǎn)性能的促進作用。

1 飼料中植酸磷的含量

  在谷物籽實、豆類和油料植物中，磷主要以植酸磷的形式存在。一般來講，植酸磷占總磷的60 %～80 %，其中油料類和谷物副產(chǎn)品植酸磷含量較高，谷物籽實和豆類植酸磷含量中等，塊根塊莖類植酸磷含量較低，葉片中植酸磷很少或微量，所有飼料中芝麻粉和米糠中植酸含量最高。

2 植酸磷在家禽體內(nèi)的水解

  家禽要利用磷，首先必須水解植酸鹽釋放無機磷，植酸酶可以降解植酸，從植酸分子中水解出6個無機磷分子。在單胃動物的消化道中，有4種來源的植酸酶可以分解植酸：(1)消化道分泌的植酸酶；(2)腸道細菌產(chǎn)生的植酸酶；(3)日糧中存在的植酸酶；(4)日糧中添加的外源性微生物植酸酶。有關消化道分泌植酸酶和消化道細菌產(chǎn)生植酸酶的研究資料有限，而且有爭議，由于其量很少，在家禽體內(nèi)它們的作用可忽略不計(Ravindran 1995)。

  一些飼料原料含有植酸酶。小麥、大麥和小麥麩中含有大量植酸酶，玉米、高粱、燕麥和油籽類含有很少或不含植酸酶。有報告表明：家禽日糧中通過合理搭配小麥和小麥副產(chǎn)品，不加動物性飼料，不加無機磷添加劑，植酸磷可被青年雞和產(chǎn)蛋雞有效利用。但是植物植酸酶水解植酸磷的效果差異很大。Nelson(1976)報道，產(chǎn)蛋雞僅能水解小麥日糧中13 %的植酸磷。日糧中植酸酶的數(shù)量取決于小麥的品種、貯存時間和貯存條件，而且植物植酸酶的pH有效作用范圍比微生物植酸酶窄，限制了它在動物消化道環(huán)境的作用效果。

3 植酸對其它營養(yǎng)物質利用率的影響

3.1 礦物元素 植酸的結構決定了它對礦物元素具有很大的親合力而形成不溶解的鹽，從而降低礦物元素在小腸的吸收。例如，在小腸pH環(huán)境中，一個分子的植酸可結合3至6個Ca離子形成不溶性鹽，這種絡合物的形成使單胃動物無法利用P和Ca?，F(xiàn)已證明，植酸鹽可以降低Ca、Zn、Mg和Fe等重要營養(yǎng)元素的生物利用率，其結果是日糧中這些元素的含量要增加。Maga(1982)報道Cu、Mn、Mo和Co同樣受植酸鹽影響。家禽營養(yǎng)學家已注意到因為植酸鹽增加Ca添加量的問題。Nelson(1968)等發(fā)現(xiàn)，飼喂純無植酸鹽日糧，白來航雞對Ca的需要量為0.5 %，實際應用中植酸含量為1.25 %的日糧中Ca要增加到0.95 %，因此有人建議家禽日糧中Ca需要量應以有效Ca表示而不是總Ca。

  在高植酸鹽日糧中，Zn成為一限制性元素。因為在小腸上部pH為6.0的環(huán)境中，Zn可以和植酸形成很難溶解的鹽。早在1962年就有人報道，日糧中添加植酸后雞生長速度下降，補加Zn后生長速度恢復正常。Lease(1967)認為，芝麻餅中的Zn以Ca-Mg-Zn-植酸鹽的結合物存在，雞很難利用。

3.2 蛋白質 植酸的最大危害是形成蛋白質-礦物質-淀粉-植酸鹽的復合物，同時抑制消化道酶的作用。蛋白質-植酸鹽不溶于水，比單純蛋白質更難被水解。植酸鹽可抑制消化酶如胃蛋白酶、α-淀粉酶和胰蛋白酶的活性，從而共同作用影響蛋白質的利用。

4 植酸對肉用仔雞生產(chǎn)性能的影響

  植酸的抗營養(yǎng)效應早已引起人們的關注，但有關植酸影響畜禽生產(chǎn)性能的資料卻很少。植酸對營養(yǎng)物質的不良影響表現(xiàn)為降低動物的生產(chǎn)性能，并且這種影響隨植酸含量增加而加大。最近悉尼大學的試驗驗證了日糧植酸水平對肉用仔雞生產(chǎn)性能的影響，見表1。

表1 日糧植酸和酶他富植酸酶對肉仔雞

(7～25 d)生產(chǎn)性能的影響

日糧植酸含量(%) 酶他富添加量(FTU/kg)

0 400 800

  增重(g/只)

1.04 691 699 701

1.32 624 698 698

1.57 593 590 622

  采食量(g/只)

1.04 1302 1327 1269

1.32 1223 1365 1328

1.57 1211 1172 1317

  料肉比

1.04 1.88 1.90 1.81

1.32 1.96 1.96 1.90

1.57 2.04 1.99 2.12

  注：飼喂小麥-高粱-豆粕-稻糠日糧，有效磷含量為0.45 %

  由表1可見，試驗日糧都保證了足夠的有效磷，隨日糧植酸的增加，不加植酸酶組日增重、采食量、飼料報酬均下降，充分驗證了植酸限制肉雞生長的抗營養(yǎng)作用。

5 酶他富在家禽日糧中的應用

5.1 對植酸磷利用率的影響 如果日糧中有植酸酶，家禽就可利用植酸磷，近年來利用微生物植酸酶釋放無機磷和減少磷的排出量引起了很大關注。約30年前Nelson首先證明霉菌產(chǎn)生的植酸酶可以水解植物中的植酸磷，但昂貴的生產(chǎn)成本限制了微生物植酸酶的商業(yè)推廣?，F(xiàn)代DNA重組技術生產(chǎn)植酸酶大大降低了生產(chǎn)成本，使商業(yè)利用成為可能。微生物植酸酶的特點是：酶活性準確，穩(wěn)定性好，實踐中可依需要自由配制。

  酶他富植酸酶對肉雞和鴨的影響已被許多學者證明。在鴨的試驗中，Martin(1995)報道酶他富可以從所有以米糠、高粱、豆粕為主的日糧中有效釋放植酸磷中的磷。在高米糠(40 %～60 %)日糧中，鴨對磷、氮和氨基酸的利用率較低，添加酶他富后上述不良影響消除。一般來講，日糧中添加酶他富，植酸磷的利用率可以提高20 %～45 %，影響因素如下：(1)酶他富添加量；(2)日糧中非植酸磷含量；(3) 日糧Ca水平，特別是Ca∶P(總)比例；(4)日糧中維生素D3水平；(5)日糧中植酸鹽水平；(6)日糧中植酸鹽來源。應用酶他富后，磷的排出可減少60 %(Kornegay等1996)。實際應用中，至少可減少30 %。

5.2 酶他富對無機磷的替代量 關于替代量，各種試驗結果不一，從每千克日糧中含290到940單位植酸酶不等，主要原因是影響因素不同。但結果都說明，酶他富在肉雞日糧中非常有效，使用時應注意以下幾點：(1)一般來說，日糧中酶他富添加量在500～700FTU/kg效果最好；(2)日糧中非植酸磷含量越低，添加酶他富效果越明顯；(3)日糧中Ca水平和Ca∶P比例是決定酶他富效果的重要因素。Ca含量過高和Ca∶P比例超過1.4∶1都對植酸酶作用有影響；(4)有些資料認為，添加維生素D3可加強酶他富的作用效果(Edwards 1993)。

5.3 酶他富對Ca和其它礦物元素的影響 日糧中添加酶他富可在腸道環(huán)境中從植酸鹽中釋放Ca，從而提高Ca的利用率。Schoner(1996)報道500單位的植酸酶在雞和豬日糧中相當于0.5 g Ca，但要獲得最佳Ca當量，日糧Ca水平需要調(diào)整，特別是飼喂缺磷日糧時更應避免Ca水平過高。Qian(1995)等人報道Ca的沉積隨植酸酶的添加量而線性增加，而隨Ca∶P比例和日糧非植酸磷含量增加而減少。

  關于植酸酶對其它礦物元素影響的研究報道十分有限。Pallauf等(1992)發(fā)現(xiàn)，日糧中添加植酸酶可分別提高Zn、Mg、Cu和Fe的表觀吸收率13 %、13 %、7 %和9 %。Yi等(1996)報道，火雞喂20 mg/kg Zn日糧，Zn沉積和趾Zn隨植酸酶添加量增加而線性增加，估計100單位植酸酶可釋放0.9 mg Zn。但要注意，礦物質元素利用率的提高程度受日糧中含量影響。如果日糧中某元素含量已滿足要求或超量，則可能看不到添加植酸酶的作用。

5.4 酶他富對蛋白質和氨基酸消化率的影響 植酸酶可以絡合蛋白質，抑制消化道蛋白水解酶的活性。日糧中添加酶他富就可以分解被植酸絡合的蛋白質和氨基酸，并終止植酸對其它消化酶的抑制作用，從而促進氮的消化吸收。Batterham(1992)和Mroz等(1994)對豬的試驗表明，植酸酶可提高蛋白質消化率2 %～12 %。Yi等人(1996)發(fā)現(xiàn)， 玉米-豆粕日糧中添加750單位/kg植酸酶，可提高火雞苗對氨基酸的消化率，而且日糧蛋白質水平越低，提高程度越大。Farrell和Martin(1995)在以米糠為基礎的雛鴨日糧中添加植酸酶，也觀測到植酸酶可提高氨基酸消化率的事實。

5.5 酶他富對能量利用的影響 早在1977年Rojas和Scott就報道了肉仔雞棉籽餅日糧中加植酸酶可明顯提高消化能。悉尼大學的肉仔雞試驗中，在小麥-高粱-米糠-豆粕日糧中添加酶他富，日糧表觀代謝能提高了9 %。主要原因可能是植酸酶消除了植酸對下列物質的抑制作用：(1)蛋白質、脂肪和淀粉；(2)消化酶如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和胰蛋白酶。

5.6 酶他富對蛋雞的應用效果 產(chǎn)蛋雞日糧Ca水平較高，添加酶他富是否和肉仔雞一樣有效，Van和Klis等(1991)研究了蛋雞日糧Ca水平對磷表觀吸收率和植酸水解的影響。他們的試驗和Simons(1992)、Vahl(1993)的蛋雞全程試驗結果都表明，酶他富對蛋雞的效果比肉雞好。Vahl(1993)的試驗還表明，每千克日糧中添加300單位酶他富相當于每千克日糧添加1.8 g有效磷(0.18 %有效磷)。

6 結論

  試驗表明，日糧中添加微生物植酸酶不僅可促進磷的吸收，還可提高Ca、Zn、蛋白質和氨基酸的利用率。飼料工業(yè)對微生物植酸酶的認識和接受，不僅取決于它的作用效果，還決定于植酸酶價格、產(chǎn)品穩(wěn)定性和易操作性。植酸酶能否取得和添加無機磷一樣的經(jīng)濟效益，決定于植酸酶的額外效應，特別是可促進蛋白質和氨基酸的利用方面。如果在綜合評定時考慮后兩個因素，植酸酶的經(jīng)濟效益將更明顯。綜上所述，使用植酸酶促進營養(yǎng)物質的利用，降低磷排出，減少環(huán)境污染的潛力是巨大的。

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